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事故案例

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加拿大Westridge Dock原油管道破裂事故的教训

来源:《管道保护》杂志 作者:戴联双 时间:2020-11-18 阅读:

栏目主持人戴联双博士:这是一起典型的第三方开挖损坏管道事故,其教训是:再完善的法规也要靠严格的管理去实现,细节决定成败。如加拿大国家能源局(NEB)《管道交叉法规》规定“在管道中心线两侧各3 m范围内禁止所有机械挖掘活动,直至管道通过手动挖掘或其他方法清楚定位为止”在现场没有得到认真遵守。如下水道开挖工程的初步设计图纸中作业间距与现场的定位偏差、第2版设计对第1版设计的纠偏不足、交叉施工确认程序履行不到位、现场检查人员对现场已显示的施工作业迹象的忽视等多个漏洞,最终击穿了法规设定的保护屏障,导致了事故的发生。

 

1 事故概况

加拿大Kinder Morgan公司(KMC,金德尔―摩根公司)运营管理的Westridge Dock原油输送管道联络线建于1953年,管径610 mm,壁厚6.4 mm,最大运行压力(MOP) 3.36 MPa,长度4.13 km,起点位于Trans Mountain管道系统末站,终点位于WestridgeDock储油库(图 1 )。 2007年7月24日,被第三方施工开挖损坏,约234 m3原油发生泄漏。泄漏原油喷射到空中高达12~15 m,持续约25分钟。 50户家庭、附近公路和临近土地受到事故影响,公路因事故封闭了数天。原油流进下水道系统,最终进入Burnaby海域,并在风和潮水作用下进一步向海湾扩散。约1200 m海岸线受溢出原油影响,大量海岸生物受到污染。

2 事故经过

2006年初, Burnaby市在市区内湾道开挖一条新下水道,与Westridge Dock管道发生交叉。

7月17日, KMC公司批准了下水道承包商(以下简称承包商)交叉施工补充协议,允许拟开挖下水道在DM 20附近穿过管道,最小间距为0.3 m。随后承包商联系KMC公司,请求其检查人员于7月25日到达作业现场定位管道,以便安装与管道交叉的下水道。

7月24日中午12时,管道遭到机械损伤。同时,埃德蒙顿控制中心操作员发现监控和数据采集系统(SCADA)显示流向管道终端油罐流量从3160 m3/h增加到3260 m3/h(而原油开始泄漏时并未被察觉)。随即控制中心收到居民的紧急呼叫,称发现油品泄漏,并提供了有关位置及事故周围情况的详细信息。操作员立即请求位于Burnaby终端的运营商关闭管道,随后停止了原油输送。破裂发生15分钟后,终端处的输油泵已经停止工作,通往油罐的输油阀已经关闭。但控制中心注意到SCADA系统仍然显示管道流量,立即请求终端运营商关闭输出阀,将管道与终端隔离。随后根据KMC公司紧急停车程序将管道内的油抽进油罐内。破裂发生24分钟后,终端被完全隔离。破裂之后约1小时,管道完成抽油。 3小时后,运营商重新关闭通往油罐的输油阀,事故段两端均被隔离。 7月27日,管道重新启输。承包商在KMC公司检查人员监督下完成下水道安装。

3 原因分析

损坏的管段由加拿大交通安全委员会(TSB)监督进行金相分析,实验确定管道在事故发生前处于良好状态,不存在如腐蚀、变薄或断裂等失效风险。受损管段有2个大的穿壁孔和9处冲击凿伤,导致管道凹陷和变形。事故现场调查显示,管道位置偏离内湾道东部界线4.0~9.8 m,而非设计图纸上显示的8.5 m;下水道沟渠是根据11.3 m的设计偏离进行挖掘的;管道与下水道沟渠中心线距离仅1.5 m,而第1版和第2版设计图纸上均显示间隔为2.8 m,且处在交叉施工法规规定的管道两侧3 m受限区域内。

虽然KMC公司批准了交叉施工协议,管道中心线与下水道中心线之间有2.8 m间隔,要求开挖沟渠与管道最低间隔为1.5 m,但KMC公司未在协议、设计图纸或注释中明确提出,未特别规定管道两侧3 m受限区域内不得实施机械挖掘活动。未能遵守加拿大国家能源局(NEB)对管道周围3 m临时受限区域禁止所有机械挖掘活动、直至管道通过手动挖掘或其他方法清楚定位为止的法律要求。

假设KMC公司特别要求,根据交叉施工协议条款在继续施工之前召开施工前现场会议、在该会议前满足所有安全要求以及管道在当时完成定位,明确指示必须确保与管道周围施工有关的所有安全和法律要求均得以满足,那么承包商将会意识到在满足特定条件之前无法在DM 20处继续施工。但是,由于KMC公司未提供任何有关DM 21和DM 25之间沟渠开挖工作的相关指示,而且在DM 20以北只定位DM 20至DM 21之间约30米管道,在靠近DM 21处,管道位置与设计图纸中的偏离位置一致。承包商认为可以在DM 21处进行施工,并且继续在与管道平行的位置挖掘沟渠,同时认为继续向着内湾道上方朝向DM 25的施工,也无须另行通知KMC公司(图 2 )。

尽管承包商和KMC公司已知晓DM 20处管道的现场位置与设计图纸不符,但是没人质疑内湾道上是否存在设计与管道现场位置不符的其他地点,因此继续挖掘工作。

管道在DM 25处的实际位置比预计的更加靠近下水道的设计位置,存在误判。如果根据交叉施工协议和NEB法规条款规定,在施工前检测管道的深度和位置,该问题将被发现。

挖掘机挖斗强力撞击管道5次,其中2次导致漏油,任何一次都应当能够提醒现场监督人员所存在的问题并且显示撞击到了地下结构物。

管道被挖掘机击穿后,输油泵被关闭。但是,由 于Burnaby终端的位置比破裂现场的位置高,管道存油因重力作用继续流向破裂点。关闭泵而非终端的排放阀使得原油仍然可以绕开泵进入管道。如果通往油罐的阀门保持打开,则能够将原油从管道破裂现场排空。事故发生时未能及时将管道内的油排入油罐内,这与标准的紧急停车程序相反,并导致内湾道出现更多的泄漏油品。

导致这次事故的原因可简要概括为以下几点:

(1)由于管道的位置未按照交叉施工协议和NEB《管道交叉法规 第I部分》的要求沿着内湾道进行实地检测,因此设计图纸上的位置与其现场实际位置之间的偏差在开工之前未被发现。

(2)由于误判管道位置,挖掘机根据获批的交叉施工设计图纸挖掘沟渠时损坏了管道。

(3) KMC公司内部以及与承包商之间的沟通不充分,导致未能普遍理解或接受交叉施工项目工作计划和承包商施工计划。

(4)未能遵守交叉施工协议和NEB《管道交叉法规 第I部分》《管道交叉法规 第II部分》中有关施工前现场会议、定位管道以及监督施工活动等规定,损害了管道安全。

(5)事故发生时关闭了终端油罐前的阀门却未关闭输油站阀门,而不是通过终端阀门向油罐排油,导致输油站方向的油品因重力作用仍然向泄漏点流动,增加了泄漏量,不符合标准的紧急停车程序。

 

下一期将为大家介绍 “冻土区管道失效案例”,并分享这些事故带来的经验教训,敬请关注。

 

作者:戴联双,博士, 1983年生,湖南怀化人,现就职于国家石油天然气管网集团有限公司,注册安全工程师、二级安全评价师、管道检验师。负责编写了《油气管道安全防护规范》( Q/SY1490),参与起草公安部标准《石油天然气管道系统治安风险等级和安全防范要求》( GA 1166)、国家标准 《油气输送管道完整性管理规范》( GB 32167)等多项标准。在国内外期刊先后发表论文10余篇,参与编著了《管道完整性管理技术》《油气管道事故启示录》《油气管道清管技术与应用》等书籍。近年来多次获得中石油集团科学技术进步奖、河北省科学技术进步奖、管道科学奖等。

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